FF vs APS-c et netteté (PdC) au microscope

[Bernard-J]

Est-ce qu'une caméra avec capteur APS-C est un avantage en microscopie ou non par rapport à un FF ?

J'ai posé cette question ici: http://www.lenaturaliste.net/forum/view ... 56&t=22813
Après de nombreuses contributions contenant beaucoup de chiffres et de bla-bla probablement intéressants mais trop désordonnés à mon goût, je me vois contraint de sortir de cette mêlée et d'investiguer par moi-même !

rugby.jpg (31.81 Kio) Vu 6284 fois

Les liens suivants ont bien éclairé ma lanterne:
https://www.cambridgeincolour.com/tutor ... lenses.htm

MACRO DEPTH OF FIELD
Technical Notes:
Contrary to first impressions, depth of field isn't inherently better with smaller camera sensors. While it's true that a smaller sensor will have a greater depth of field at the same f-stop, this isn't a fair comparison, because the larger sensor can get away with a higher f-stop before diffraction limits resolution. When both sensor sizes produce prints with the same diffraction-limited resolution, both sensor sizes have the same depth of field. The only inherent advantage is that the smaller sensor requires a shorter exposure time to achieve that depth of field.

Grâce à ce texte, je comprends finalement pourquoi avec un microscope et le diaphrame d'ouverture règlé de manière optimale pour un objectif déterminé, le capteur APS-c donnera une image plus nette que le FF (ou un arrière-plan moins flou).

Pour la macro, le site suivant montre clairement que les images obtenues avec les différents capteurs ne sont pas les mêmes. Je souhaiterais bien voir la même comparaison au MO avec un objectif 40x ou 100x.
https://neilvn.com/tangents/full-frame- ... -of-field/

Par rapport au FF, le capteur APS-c croppe l'image. ce qui correspond optiquement à un éloignement du sujet. On obtient par conséquent une plus grande PdC car la PdC diminue en se rapprochant du sujet. Idem pour les objectifs du microscope, un 100x donnera une PdC plus petite qu'un 10x.

Et pour aller plus loin:
https://www.microscopyu.com/microscopy- ... h-of-focus
En conclusion, j'en déduis que le APS-c est préférable au FF pour mes applications et que la vidéo est un plus. La vidéo permet d'éliminer les vibrations potentielles, de "scanner" l'objet et d'effectuer une zédification des trames par la suite si l'objet est immobile.

[Fredlab]

Hello

A l'occase - ayant les deux (voire plus puisque j'ai aussi du micro 4/3 et du CX Nikon) - je pourrais faire ça.
Juste qu'il faudrait que je monte différentes bagues (quoi que - j'ai un Alpha 7 II en ce moment et j'ai aussi un NEX 5N pas loin - même bague, mêmes batteries...)

Sinon, ce que j'ai retenu en potassant tout ça pour mon bouquin, la pdc est une question de rapport et comme pour avoir la même image on doit se rapprocher plus avec un FF, le rapport est plus important donc la pdc est plus faible.

Ensuite, le cercle image d'un objectif de microscope est sans doute plus difficile à caser dans un FF.

[Bernard-J]

Hello Fred,
Super ! Je suis heureux d'avoir pu te faire sortir du bois...

[Fredlab]

Hello Fred,
Super ! Je suis heureux d'avoir pu te faire sortir du bois...

lol... sortir du bois le nez dans le guidon - la réforme du lycée m'amène une grosse surcharge de travail (nouveaux cours + collaboration pour Bordas sur les nouveaux manuels)

Donc, là, comme j'avais des poils absorbants à prendre en photo...
Technique particulière : le bout de racine est trempé dans une solution de bleu de méthylène, ensuite, j'ai mis tout ça dans une lame à concavité, eau distillée, pas de lamelle - les poils sont une peu plus libres et disposés naturellement.
Bien sûr, je suis en train de compiler la pile, mais juste une image, extraite de la pile - en retrouvant à peu près le même focus.
Objectif SPlan 20x - projectif NFK 2,5x - pas de retouche - pour le condo, c'est l'aplanétique du carrousel à DIC - difficile de parler de la valeur du diaphragme (surtout que dans ces conditions, on peut oublier Kohler), il n'est pas fermé à fond.

Avec le Sony A7 mark II - capteur 24x36 - 24 millions de pixels


(pleine résolution : https://live.staticflickr.com/65535/491 ... f454_o.jpg)

Avec mon bon vieux Sony Nex 5 N - capteur APSc - 16 millions de pixels


(pleine résolution : https://live.staticflickr.com/65535/491 ... 5688_o.jpg)

On voit bien le facteur crop... quand à la pdc, je ne saurais dire.
A suivre
(peut-être - désolé)

[Daniel]

Bonjour à tous,
je pense qu'il faut distinguer dans la question netteté et profondeur de champ.
La netteté ne me semble pas une question de format à densité de photosites équivalente.
et au microscope, la profondeur du champ est si faible que je me demande s'il y a un effet aussi marqué du changement de focale liée au capteur plus petit sur les "arrières plans" que celui visible en photo classique.

Je pourrais aussi faire des tests avec mon matériel opposant un capteur moyen à un grand capteur, mais Fred qui est d'une activité et d'une réactivité extraordinaire a fait déja quasi immédiatement une comparaison des 2 capteurs avec le mème objectif. Elle permet de se rendre compte du recadrage imposé par le capteur plus petit si on ne change pas d'objectif ou de projectif pour ramener à un cadrage équivalent!

Le test de Fred avec le mème objectif ne saurait montrer à mon avis que l'effet du crop et l'avantage du grand format en terme de champ photographié si on utilise le mème matériel. Il ne saurait y avoir d'effet sur la profondeur de champ puisque l'objectif utilisé est le mème! (idem pour le grandissement sur le capteur)
Les 2 images ramenées avec irfanview à un cadrage identique (recadrage aux 2/3 de l'image 24x36) pour essayer de vérifier cela,
voila ce que cela donne:

TestFred24x36Aps.jpg (100.87 Kio) Vu 6184 fois

On découvre surtout une légère différence de mise au point.
Difficile pour moi de démontrer visuellement qu'il n'y a pas de différence de netteté ou de profondeur de champ, mème si je suis convaincu de cela.

Reste donc pour avancer dans la comparaison du role des capteurs en macro, à faire un test similaire à celui de Fred avec des optiques de rapport de grandissement inverse du rapport de taille des capteurs.
Je vais essayer demain par exemple de photographier la mème feuille de mousse au capteur FF avec un objectif 20x et au capteur µ4/3 avec un objectif 10x...

[Fredlab]

Hello

Daniel, tu abondes dans mon sens : à champ cadré équivalent, il faut changer de rapport de grandissement (changer d'objectif).
Pour être rigoureux, il faudrait qu'entre le FF et le micro 4/3, on ait la même densité de photosites.
(selon ce que tu vas prendre comme matériel, ça doit pouvoir se trouver)
Par ailleurs, les ON de ces deux objectifs 10x (pour le MFT) et 20x (pour le FF) sont différentes, leur piqué sera différent.
En tout cas, on aura bien une pdc plus faible avec le 20x et le capteur FF.

[Daniel]

Bonjour Fred, Bernard, tous,
effectivement , nous touchons une limite de la démonstration expérimentale en pratique:
il n'est pas toujours possible avec le matériel possèdé de controler tous les paramètres pour n'en faire varier qu'un.
En l'occurence, pour comparer l'effet de la taille du capteur sur la netteté et profondeur de champ en changeant d'objectif pour arriver à un champ identique, il est très difficile d'avoir une densité de photosites identique sur les 2 capteurs (les grands capteurs restent avec une taille de photosite supérieure, mème si les derniers modèles comme le D850 ou le Z7 se rapprochent de la densité des capteurs moyens avec une taille de photosite estimée de 4,4µ) et aussi d'avoir la mème ouverture (les O.N. maximales des objectifs varient en général avec le grandissement et la commande du diaphragme d'ouverture des microscopes n'est pas précise)
Mais cela n'empèche pas de faire un test par curiosité.
Je peux y consacrer un D800 en 24x36 et un olympus EM5mkII
Le premier a une définition de 36Mpx pour une taille de photosite estimée de 5 microns
Le second a une définition de 16Mpx pour une taille de photosite estimée de 3,5 microns
Je peux utiliser mon BHS avec les objectifs splan de 10 et 20x.

Voila le résultat des 2 clichés de ce dimanche sur le bord d'une feuille de Mnium hornum, mousse dont la marge porte des dents unicellulaires disposées sur 2 rangées dans 2 plans différents. ( recadrage, rééchantillonage pour 800x600, légendes et collage dessus dessous sous irfanview )

TestGF20x_MFT10x.jpg (260.04 Kio) Vu 6126 fois

Il y a peut être un peu plus de profondeur de champ avec le capteur µ4/3, mais à mon avis, c'est à attribuer à l'ouverture numérique supérieure de l'objectif 20x.
De toute façon, pour avoir nets en mème temps les 2 rangées de dents, il faut recourir à la zédification pour avoir plus de profondeur de champ ou alors, il faut bien aplatir la feuille sous la lamelle en mettant moins d'eau pour avoir le maximum du sujet dans la zone de profondeur de champ et en disposant les dents sans qu'elles se superposent comme l'a fait Hugues Tinguy pour ce site du MNHN
https://inpn.mnhn.fr/photos/uploads/web ... 297430.jpg

Je ne pense donc pas que l'argument de la profondeur de champ soit important pour le choix du capteur à utiliser en microscopie.
En ce qui concerne la "netteté", par contre, étant donné que la recherche du mème champ conduit avec un grand capteur à utiliser un objectif plus fort avec une O.N. supérieure, la résolution du mème "field of view" sera meilleure à priori, avec un appareil à grand capteur qu'avec un appareil à petit capteur.

j'en déduis que le APS-c est préférable au FF pour mes applications et que la vidéo est un plus. La vidéo permet d'éliminer les vibrations potentielles, de "scanner" l'objet et d'effectuer une zédification des trames par la suite si l'objet est immobile.

L'argument des vibrations, par contre, est un élément important en microscopie en faveur des appareils hybrides face aux reflexs.
Mais il existe maintenant des appareils hybrides de grand format...

[Bernard-J]

Merci Fred et Daniel pour ces essais pratiques !
Vos contributions m'ont fait aussi réagir pratiquement. Je n'ai pas de FF sous la main, mais une moticam 2500.
J'ai effectué quelques tests au 40x (ON=0.7) et 100x (ON=1.3) en comparant
-- EOS 90D: 32.5 Mpx, APS-c CMOS 22,3×14,8 mm, Pixel pitch = 3.19 µm
-- moticam 2500: 5 Mpx, CMOS 1/3" = 8.46 mm, effective pixels 2592 x 1944, pixel pitch 2.2 x 2.2 µm

1-40x-moticam.jpg (110.99 Kio) Vu 6097 fois

1-40x-APSc.jpg (114.41 Kio) Vu 6098 fois

40x-moticam.jpg (84.24 Kio) Vu 6087 fois

Dans ce cas, j'ai inséré la lentille de tube x1.6 --> 64x

64x-APSc.jpg (104.75 Kio) Vu 6083 fois

[Bernard-J]

100x-moticam.jpg (98.87 Kio) Vu 6083 fois

100x-APSc.jpg (109.07 Kio) Vu 6083 fois

Les 2 caméras sont évidemment très différentes pour une bonne comparaison, mais au moins je peux tester en gardant le même objectif.
Une différence est assez évidente avec le Obj. 40x.
Pour le 100x, je devrais faire une meilleure prep plus mince pour voir une différence.
Même avec cette différence je pense que Daniel a raison, c'est trop minime pour être relevant.
Je peux toujours faire d'autres tests si vous avez une bonne idée....